الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر، يتدفق التيار الكهربائي خلال الدوائر أما على شكل تيار متردد أو تيار مستمر، حيث أن كل نوع من أنواع التيار الكهربائي له استخداماته ومزاياه، دعنا نتعرف في موضوعنا هذا على الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر من حيث طريقة توليده واستخداماته.

ما هو التيار المتردد

يرمز له في الكهرباء بالرمز AC وهو اختصارا للجملة (Alternating Current) ويعني باللغة العربية التيار المتردد أو المتناوب.

يعتمد فكرة توليده على شكل خطوط منحنية في عكس اتجاهه بشكل دوري ويتذبذب خلال الثانية الواحدة 50 أو 60 مرة ويسمى بالتردد وتختلف قيمة التردد من دولة لأخرى.

كما يتغير قيمته بالتزايد من الصفر إلى أن يبلغ الحد الأعلى للجزء الموجب ثم يتناقص إلى أن يعود إلى الصفر مرة أخرى ونفس العملية في الاتجاه المعاكس.

شكل موجة خرج التيار المتردد (الموجة الجيبية)

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

استخدامات التيار المتردد

يستخدم التيار المتردد في تشغيل أغلب الأجهزة الكهربائية المنزلية، مثل المحركات المتواجدة في الثلاجات والغسالات، بالإضافة إلى أجهزة التلفاز والكمبيوتر وفي تغذية شواحن البطاريات.

ما هو التيار المستمر

يرمز له في الكهرباء بالرمز DC وهو اختصارا للجملة (Direct Current) ويعني باللغة العربية التيار المستمر ويسمى أيضاً بالتيار المباشر.

حيث يتدفق التيار المستمر في الدائرة على شكل تيار ثابت القيمة والاتجاه، بمعنى أن سريان التيار المستمر يكون في اتجاه واحد بقيمة جهد محددة فقط بعكس التيار المتردد الذي يتقلب بين القطب الموجب والسالب.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

ما هو التيار المتردد

 ما هو التيار المتردد

ما هو التيار المتردد، يصنف التيار المتردد أو المتناوب من أحد أنواع التيار الكهربائي والذي يتم نقله من محطات الطاقة الكهربائية عبر أسلاك النقل إلى مسافات بعيدة تحت جهد عالي.

يعد التيار الكهربائي عامل هام ومؤثر في قيام المشاريع الصناعية والتجارية وبتشغيل الأحمال الكهربائية بكافة أنواعها، فما هو التيار المتردد وكيف يعمل وما نوع موجة الخرج لديه.

ما هو التيار المتردد

يطلق عليه أيضاً بالتيار المتناوب أو الجيبي، ويرمز له بالرمز AC وهو اختصاراً لـ “Alternative current”.

ويعرف على أنه التيار الكهربائي الذي يعكس اتجاهه بشكل دوري متذبذب في مكانه مراراً وتكراراُ 50 أو 60 مرة خلال الثانية الواحدة حسب نوع النظام الكهربائي المستخدم.

دائرة التيار المتردد مع شكل الموجة

ما نوع التيار المستخدم في المنازل

جميع المنازل السكنية يتم تغذيتها بالتيار المتردد، وأغلب الأجهزة الكهربائية يتم تغذيتها بتيار متردد AC

، وعند تركيب نظام طاقة شمسية يجب إضافة انفرتر وتوصيله بالنظام لكي يقوم بتحويل طاقة البطاريات أو الألواح الشمسية ذات التيار المستمر إلى تيار متردد لكي يتم تشغيل كافة الأجهزة الكهربائية المنزلية.

وظيفة التيار المتردد

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

يولد التيار المتردد طاقته على شكل موجة جيبية نقية بقيمة جهد وتيار قصوى، حيث تبدأ الموجة في الصعود من نقطة الصفر إلى قمة الموجة بالاتجاه الموجب ثم يبدأ في الهبوط لقيمة الصفر مرة أخرى.

عند الانتهاء من نصف الموجة الموجبة يبدأ نفس الشيء في الصعود وصولاً لقمة الموجة ولكن بالاتجاه المعاكس (السالب) ثم تعود الموجة أيضاً إلى نقطة الصفر مرة أخرى.

وبهذه تكتمل الموجة الكاملة للتيار المتردد.

وتتم هذه العملية بسرعة دون أن نلاحظها، حيث يتذبذب التيار المتردد أو المتناوب خلال الثانية الواحدة 50 أو 60 دورة كاملة.

شكل الموجة الجيبية للتيار المتردد

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

مميزات التيار المتردد

• يمكن نقله لمسافات بعيدة بأقل الخسائر.
• يمكن رفع وخفض جهده باستخدام محول كهربائي.
• يمكنه توليد مجال مغناطيسي متغير وهو مفيد لتحريك المحركات الكهربائية.
• طريقة توليده أسهل من توليد التيار المستمر الذي يحتاج إلى ألواح ومنظم شحن.

استخدامات التيار المستمر

يستخدم التيار المستمر في العديد من تطبيقات الجهد المنخفض وخصوصاً في جميع أنواع البطاريات الكهربائية التي تولد تيار مستمر فقط، كما يستخدم التيار المستمر في بعض أنظمة الطاقة الشميسة مثل الخلايا الشمسية التي تعمل على توليد الطاقة الكهربائية على شكل تيار مستمر فقط.

ثبات خرج الجهد المستمر على خطي

ما نوع التيار المخزن في البطاريات

قد يتساءل البعض عن نوع التيار المخزن في البطارية وهل يمكن شحن البطارية بالتيار المتردد.

الأمر بسيط وهو أن جميع البطاريات تحتوي على طرفين وهما الطرف الموجب (يميز باللون الأحمر) والطرف السالب (يميز باللون الأسود أو الأزرق)،

ومن هذه الأقطاب نلاحظ بأن نوع التيار الكهربائي المراد تخزينه في البطارية هو التيار المستمر،

وذلك لأنه ثابت القيمة والاتجاه، وأيضاً لأن التيار المستمر يحتوي على طرف موجب وطرف سالب.

أما عند توصل طرفي التيار المتردد على التوازي مع أقطاب البطارية (الموجبة والسالبة)، فإن التيار المتردد يغير فطبيته،

وذلك لأن نصف الموجة الموجبة تلغي نصف الموجة السالبة ما يسبب في قلب أطرافه وهذا يؤدي إلى إتلاف البطارية بسرعة.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

ما هو التيار المستمر

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

ما هو التيار المستمر،

يستخدم مصدر الجهد المستمر بشكل شائع كمصدر تغذية للدوائر الإلكترونية ويمكن تخزينه أيضاً في كافة أنواع البطاريات الكهربائية،

مثل: بطارية السيارة وبطارية الجل والبطارية الجافة. فما هو التيار المستمر وكيف يتم إنتاجه وتخزينه داخل البطارية.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

ما هو التيار المستمر

يعرف التيار المستمر (بالإنجليزية: Direct current) على أنه حركة موجهة من الإلكترونات من نقطة إلى أخرى عبر موصل باتجاه واحد مع ثبات القيمة داخل الدائرة الكهربائية،

ويرمز للتيار المستمر بالرمز “DC”.

كما نلاحظ في خرج التيار المستمر هو أنه ثابت القيمة والاتجاه مع الجهد والزمن، على العكس مع التيار المتناوب الذي يتغير قيمته واتجاهه مع قيمة الجهد والزمن.

شكل خرج التيار المستمر

ما خصائص التيار المستمر

• ثابت القيمة والاتجاه مع الزمن.
• يستخدم في أغلب الأجهزة التي تحتوي على لوحات إلكترونية.
• يستخدم في أنظمة الطاقة الشمسية.
• لا يحتوي على تردد.
• لا يمكن نقله لمسافات بعيدة.

سريان التيار المستمر في الدوائر

عند توصيل مصدر تيار مستمر كالبطارية مثلاً مع حمل مصباح ليد،

يكون اتجاه سريان التيار المستمر من القطب السالب إلى القطب الموجب، ويبقى الاتجاه ثابت مع ثبات قيمة الجهد والتيار الكهربائي مهما تغير الزمن،

وقد اصطلح على أن يكون اتجاه التيار من القطب الموجب إلى القطب السالب وهو المستعمل في بعض المراجع والكتب.

محولات التيار المستمر

يعلم الجميع أن الأجهزة التي تحتوي على لوحات الكترونية لديها محولات خاصة يتم توصيلها بمقبس الكهرباء المنزلي،

وهذه المحولات وظيفتها العمل على تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر، ومثال على محولات التيار الكهربائي:

• شواحن البطاريات
• شواحن اللابتوب.
• شواحن أجهزة الهواتف الذكية.
• محول الشاشات.
• يوجد داخل لوحة السماعات دائرة قنطرة وظيفتها تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر لتغذية باقي مكونات الدائرة.
• وحدات التغذية، مثل: باور الكمبيوتر.

استخدامات التيار المستمر

• يستخدم التيار المستمر في أنظمة الطاقة الشمسية حيث تعمل الخلايا الشمسية على إنتاج التيار المستمر عند تسليط ضوء الشمس عليها.

• يستخدم في البطاريات، حيث أنه يمكن تخزين التيار المستمر داخل البطاريات على شكل طاقة كيميائية على العكس من التيار المتردد الذي لا يمكن تخزينه.

• يستخدم التيار المستمر في أغلب الأجهزة الكهربائية التي لديها لوحات إلكترونية داخلية، مثل الهواتف الذكية، وأجهزة الحاسوب، ومكبرات الصوت، والشاشات.

مصادر التيار المستمر

• البطاريات الكهربائية: ومن أنواعها بطارية الجل وبطارية السيارة والبطاريات السائلة والبطاريات الجافة.
• الخلايا الشمسية: ومن أنواعها خلايا البولي وخلايا المونو.
• مصادر التغذية أو الباور سبلاي.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

جدول يوضح الفرق بين التيار المتردد والتيار الستمر

أسلاك التيار المتردد و أسلاك التيار المستمر 

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

، لماذا تحتاج إلى كلا الأسلاك في نظام الطاقة الشمسيه

تعتبر الأسلاك جزءًا مهمًا من أي تركيبات كهربائية.

يعتمد السلك الذي يتعين عليك اختياره بشكل أساسي على مقدار التيار الذي تريد تمريره عبر السلك والمرونة والقدرة على التحمل في الظروف التي تريد استخدامها.

السمات المشتركة لأي سلك هي مادته ، وسمك السلك الأساسي بمقياس أو مم ، وطبقة العزل الخاصة به.

يمكن أن توضح الموصلية والمقاومة للمادة مدى سهولة مرور الكهرباء عبر المادة. كلما زادت المواد الموصلة ،

زادت سهولة السماح للتيار الكهربائي بالمرور خلالها. كلما زادت مقاومة المادة ، زادت المقاومة التي ستظهرها ضد التيار الكهربائي الذي يمر عبرها.

تزداد موصلية السلك المكون من أي مادة مع زيادة سمك السلك وانخفاض درجة حرارة السلك.

تزداد مقاومة السلك المكون من أي مادة بزيادة طول السلك وانخفاض سمك السلك وزيادة درجة حرارة السلك.

تتميز بعض المعادن بموصلية كهربائية عالية جدًا ومقاومة منخفضة ، بينما يتميز البعض الآخر بموصلية كهربائية منخفضة ومقاومة عالية. على سبيل المثال

، الفضة هي أكثر المعادن موصلة للكهرباء لدينا مع الموصلية 6.30 × 107 ق / م والمقاومة 1.59 × 10-8

Ω • م. النحاس هو ثاني أكثر المعادن موصلة ومقاومة من 5.98 × 107 ق / م و 1.68 × 10-8 Ω • م على التوالي.

الألمنيوم لديه موصلية ومقاومة 3.5 × 107 ثانية / م و 2.82 × 10-8 Ω • م على التوالي وبالتالي فهو أقل موصلة من النحاس.

تعتبر الأسلاك المصنوعة من النحاس أكثر موصلة للكهرباء من الأسلاك المصنوعة من الألومنيوم وهي أيضًا أغلى بكثير.

سلك التيار المتردد مقابل سلك التيار المستمر

يمكن أن تتدفق الكهرباء أو التيار المستمر أو التيار المتردد عبر كل سلك ، سواء أكان رخيصًا أم مكلفًا. الكهرباء تحتاج فقط إلى موصل ، أي موصل سيعمل من أجلها.

السبب الرئيسي لارتفاع أسلاك التيار المتردد والتيار المتردد هو اختلاف مقدار التيار في حالة التيار المتردد الموفر في منازلنا والتيار المستمر الذي نحصل عليه من البطاريات والألواح الشمسية. تتراوح طاقة التيار المتردد التي يتم توفيرها لمنازلنا من 20 أمبير إلى 40 أمبير و 240 فولت ،

في حين أن التيار المستمر الناتج عن بطارية عاكس واحد يمكن أن يتجاوز 100 أمبير ، ويمكن أيضًا أن تعطي الألواح الشمسية المتصلة بالتوازي أكثر من 100 أمبير حتى إذا كان الجهد 12 إلى 96 فولت.

يمكن تمرير الأمبير المنخفض للجهد العالي بسهولة عبر أي سلك بسهولة ولكن لا يمكن تمرير التيار العالي إلا من خلال سلك أكثر سمكًا مما يؤدي إلى توصيل أفضل.

سيؤدي تمرير كهرباء عالية الأمبير عبر سلك موصل رقيق أو ضعيف إلى رفع درجة حرارة السلك وسيؤدي إلى خسائر فادحة.

نظرًا لأن التيار مرتفع جدًا في حالة الإنتاج المنزلي ، فإن طاقة التيار المستمر عالية جدًا ، يتعين علينا استخدام أسلاك ذات موصلية عالية ، أي. أسلاك نحاسية سميكة وعزل جيد.

من ناحية أخرى ، يمكن أن تتكون أسلاك التيار المتردد من الألومنيوم أو النحاس أو أي سبيكة موصلة جيدة أخرى.

يمكن أن يصل سمك الأسلاك المصنوعة من الألومنيوم لبعض الأجهزة التي تستخدم 240 فولت تيار متردد 1 أمبير إلى 2 مم بينما يبلغ سمك سلك التيار المستمر المكون من النحاس لبطارية 12 فولت 150 أمبير في الساعة 5 مم.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

تُستخدم أيضًا الأسلاك النحاسية السميكة لتشغيل أجهزة التيار المتردد الثقيلة حيث لا تستطيع أسلاك السبائك العادية تشغيل الحمل.

يمكن أيضًا استخدام الأسلاك الرفيعة لنقل طاقة التيار المستمر إذا كان الجهد مرتفعًا والتيار منخفضًا مثل طاقة التيار المتردد التي يتم توفيرها لمنازلنا.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

الاستنتاج هو أنه يتم استخدام أسلاك نحاسية سميكة 3-7 مم وعالية التوصيل عندما يتطلب الجهاز تيارًا عاليًا أو ينتج تيار مرتفع بواسطة المصدر. عند الحديث عن التركيبات الكهروضوئية

، نحتاج إلى أسلاك نحاسية سميكة لتوصيل الألواح والبطاريات بالعاكس لأن التيار يزيد عن 100 أمبير بجهد منخفض مثل 12-96 فولت

، وتخرج كل من البطاريات والألواح الشمسية طاقة التيار المستمر ، ومن ثم النحاس السميك تسمى الأسلاك التي تربط هذه المكونات الثلاثة بأسلاك التيار المستمر.

كابلات الطاقة الشمسية DC هي الكابلات التي تتمتع بعزل جيد جدًا ، بحيث يمكن أن تدوم طويلاً في الظروف الخارجية.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

أيضًا في التركيبات الكهروضوئية ،

عند الإشارة إلى أسلاك نحاسية / ألمنيوم / سبائك أرق 1-3 مم لتوصيل العاكس بأجهزة التيار المتردد التي تستهلك 1-20 أمبير والطاقة الإجمالية من 1-5000 واط

، نسمي هذه الأسلاك بأسلاك التيار المتردد.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

المعلومات التي كتبتها أعلاه هي فقط في حالة الأنظمة الكهروضوئية.

أسلاك التيار المستمر لها معنى مختلف عندما تتحدث عن أنظمة مختلفة. أسلاك التيار المستمر لها هياكل مختلفة لمواقف مختلفة.

الفرق بين كابلات الطاقة الشمسية والكابلات العادية

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

الفرق بين كابلات الطاقة الشمسية والكابلات العادية،

هناك البعض قد يعتقد أن الكابلات العادية كالتي نستخدمها في التمديدات الكهربائية يمكن استخدامها في نظام الطاقة الشمسية وبالتحديد في توصيل الألواح الشمسية مع الانفرتر المخصص للنظام الشمسي.

وهذا اعتقاد خاطئ لوجود عدة أسباب تجعلنا نتجنب الاعتماد على الكابلات العادية والالتزام بالكابلات المخصصة للطاقة الشمسية.

دعنا نتعرف على أهم الفروق بين النوعين من حيث الأفضلية والتكوين والعمر وغيرها.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

كابلات الطاقة الشمسية

صممت هذه الكابلات بشكل مخصص لأنظمة الطاقة الشمسية وبالتحديد التيار المستمر (DC) بمواصفات ممتازة ومعتمدة من TUV و UL،

كما صنعت كابلات الطاقة الشمسية طبقاً للمواصفات القياسية العالمية من شعيرات النحاس المقصدر عالي الجودة.

على الرغم من النصائح حول استخدام كابلات مخصصة للطاقة الشمسية إلا أن البعض يتجاهل هذه النصائح ويقوم باستخدام كابلات عادية غير مخصصة لتحمل العوامل الجوية بسبب ضعف عازلتيها وعدم تحملها للجهود العالية وظاهرة القوس الناتج من التيار المستمر.

إن الغرض الأساسي من استخدام كابلات الطاقة الشمسية هو أنها مصممة ومعزولة بطبقتين من المواد العازلة التي تخلو من مادة PVC بهدف توفير الحماية الكافية من الظروف الجوية القاسية شديدة البرودة أو الحرارة العالية لكي يدوم لفترات طويلة.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

الكابلات العادية

المقصود من الكابلات العادية هي كابلات التمديدات الكهربائية المنزلية والكابلات التي نستخدمها في الداخل والتي تكون بعيدة عن أشعة الشمس،

حيث أن عازلية هذه الكابلات ضعيفة وغير مناسبة لتحمل العوامل الجوية الخارجية من ناحية الحرارة العالية.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

الفرق بين كابلات الطاقة الشمسية والكابلات العادية

الفرق بين كابلات الطاقة الشمسية والكابلات العادية

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

 ملاحظة هامة:

ينصح بوضع كابلات الطاقة الشمسية (الأحمر والأسود) المعرضة لأشعة الشمس المباشر داخل خرطوم مناسب.

الفرق بين كابل التيار المستمر وكابل التيار المتردد في كابل الطاقة

يتميز كبل التيار المستمر بالخصائص التالية مقارنة بكابل التيار المتردد.

1. النظام المستخدم مختلف. يستخدم كبل التيار المستمر في نظام نقل التيار المستمر المصحح ، وكابل التيار المتردد غالبًا ما يستخدم في نظام الطاقة بتردد الطاقة (50 هرتز).
2. بالمقارنة مع كابل التيار المتردد ، فإن فقدان الطاقة أثناء نقل كابل التيار المستمر يكون ضئيلاً. فقدان الطاقة لكابل التيار المستمر هو بشكل أساسي فقدان مقاومة التيار المستمر للموصل ، وفقدان العزل صغير (يعتمد الحجم على التقلبات الحالية بعد التصحيح) ؛ في حين أن مقاومة التيار المتردد لكابل التيار المتردد للجهد المنخفض أكبر قليلاً من مقاومة التيار المستمر ، فإن كابل الجهد العالي واضح ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تأثير القرب وتأثير الجلد ، فإن فقدان مقاومة العزل يمثل نسبة كبيرة ، بشكل أساسي يولدها المكثف والمحث.
3. كفاءة نقل عالية وخسارة خط منخفضة.
4. إنه ملائم لضبط التيار وتغيير إتجاه نقل الطاقة.
5. على الرغم من أن سعر معدات المحول أعلى من سعر المحول ، إلا أن تكلفة استخدام خط الكابل أقل بكثير من تكلفة كابل التيار المتردد. كابل التيار المستمر عبارة عن أقطاب موجبة وسالبة ، وهيكل بسيط ؛ كبل التيار المتردد عبارة عن نظام ثلاثي الأطوار رباعي الأسلاك أو خمسة أسلاك ، ومتطلبات سلامة العزل عالية ، والهيكل معقد ، وتكلفة الكبل أكثر من ثلاثة أضعاف تكلفة كابل التيار المستمر.
6. كابل DC آمن للاستخدام:

1) الخصائص الكامنة في انتقال التيار المستمر ، من الصعب توليد تيار مستحث وتيار تسرب ، ولن يتداخل مع المجال الكهربائي الناتج عن الكابلات الأخرى.

2) لا يؤثر كابل التمديد أحادي النواة على أداء نقل الكبل بسبب فقدان التباطؤ لجسر الهيكل الفولاذي.

3) لديها قدرة اعتراض أعلى وحماية من القطع الزائد من كابلات التيار المستمر من نفس الهيكل.

4) يتم تطبيق مجال كهربائي مباشر متناوب من نفس الجهد على العزل ، ويكون المجال الكهربائي للتيار المستمر أكثر أمانًا من المجال الكهربائي للتيار المتردد.

7. إن تركيب وصيانة كبل التيار المستمر أمر بسيط وتكلفة منخفضة.

متطلبات عزل الكابل نفسه لنفس الجهد والتيار المتردد والتيار المستمر

عندما يتم تطبيق مجال كهربائي AC و DC لهما نفس الجهد على العزل

، يكون المجال الكهربائي لكابل DC أصغر بكثير من المجال الكهربائي AC.

نظرًا للاختلاف الكبير في هيكل المجالين الكهربيين ، فإن المجال الكهربائي الأقصى عندما يتم تنشيط كبل التيار المتردد يتركز بالقرب من الموصل ،

ويتركز المجال الكهربائي الأقصى عندما يتم تنشيط كبل التيار المستمر بشكل أساسي داخل الطبقة السطحية العازلة ، وهو أكثر أمانًا (2.4 مرة).

ثالثًا ، علاقة التحويل المتبادلة بين جهد التيار المتردد والتيار المستمر

هناك العديد من التفاهمات المختلفة حول التحويل المتبادل لجهود التيار المتردد والتيار المستمر.

ومع ذلك ، يتم حساب شركتنا بشكل موحد وفقًا لـ GB12528.1 ، أي نفس كابل التيار المتردد ، والجهد المقدر لكابل التيار المستمر هو 1.5 مرة من جهد الطور لكابل التيار المتردد.

لكن كابل 1500V DC الخاص بشركتنا مصمم وفقًا لجهد DC3000V ، والذي يتميز بأداء عزل كهربائي آمن.

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

الفرق بين التيار المتردد والتيار المستمر

يسعدنا زيارتكم صفحاتنا على مواقع التواصل الاجتماعي حيث نقوم بنشر عروض حصرية على موقعنا الالكتروني.

صفحتنا علي الفيسبوك هنا.

حسابنا على تويتر هنا.